CN116444314A - 一种多功能水溶性肥料增效剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于肥料增效剂技术领域。本发明提供了一种多功能水溶性肥料增效剂及其制备方法和应用，所述水溶性肥料增效剂包括如下质量份的组分：水溶性氨基酸40～50份；水溶性有机质40～50份；生物菌20～30份；稳定剂3～8份；微量元素物质3～6份。本发明的水溶性肥料增效剂无任何毒性，水溶性达到99％以上；能够显著减少土壤对氮磷钾肥的固定率，使肥料的利用率得到大幅度提高，具有优良的保水保肥能力；显著提高作物的产量和品质以及抗病能力。本发明所述水溶性肥料增效剂能显著促进小麦和/或水稻增产，提高番茄灰霉病、叶霉病、根腐病和/或枯萎病的抑制率。

Description

一种多功能水溶性肥料增效剂及其制备方法和应用
本申请是申请日为2021年09月16日、申请号为202111087268.X、发明名称为《一种水溶性肥料增效剂及其制备方法和应用方法》的分案申请。
技术领域
本发明涉及肥料增效剂技术领域，尤其涉及一种多功能水溶性肥料增效剂及其制备方法和应用。
背景技术
肥料增效剂是提高化肥利用率的一类产品，是指通过减少固定、挥发、淋失、径流等途径的流失，提高肥料利用率和养分贡献率，延长肥效期，改良或修复土壤，调节土壤保水保肥能力，提高作物品质。
目前，现有技术中大多采用脲酶抑制剂和硝化抑制剂作为肥料增效剂的主要成分，稳定氮肥，提高肥效，但是脲酶抑制剂和硝化抑制剂极易污染水体，不宜长期施用，且肥效短，对磷肥和钾肥的增效不显著。现有技术中的肥料增效剂还存在成本高，水溶性和保水保肥能力差，有一定毒性，对作物产量提高和品质改善效果差等缺点。
因此，研究开发一种减少氮磷钾肥的土壤固定率，无毒、高效提高保水保肥能力，延长肥效期的水溶性肥料增效剂，同时，实现有效改良土壤，提高作物产量和品质的目的，将具有重要的经济价值和环境效益。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种水溶性肥料增效剂及其制备方法和应用方法，以解决现有的水溶性肥料增效剂的水溶性和改良土壤能力较差、保水保肥效率低、对肥料的利用率不足、抗病能力差的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种水溶性肥料增效剂，包括如下质量份的组分：水溶性氨基酸40～50份；水溶性有机质40～50份；生物菌20～30份；稳定剂3～8份；微量元素物质3～6份。
作为优选，所述水溶性氨基酸包含聚γ-谷氨酸和/或聚天冬氨酸。
作为优选，所述水溶性有机质包含聚丙烯酰胺、黄腐酸钾和聚丙烯酸钾中的一种或几种。
作为优选，所述生物菌包含胶质芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中的一种或几种。
作为优选，所述稳定剂包含瓜尔豆胶、羧甲基纤维素钠和硅酸镁铝中的一种或几种。
作为优选，所述微量元素物质包含硼砂、硫酸锰、磷酸铵锌、磷酸铵铜和钼酸铵中的一种或几种。
作为优选，所述水溶性氨基酸包含质量比为2～3:1的聚γ-谷氨酸和聚天冬氨酸；所述水溶性有机质包含质量比为1:2～4的聚丙烯酰胺和黄腐酸钾。
本发明还提供了一种所述的水溶性肥料增效剂的制备方法，包含如下步骤：将各组分混合后进行细化处理，得到水溶性肥料增效剂；所述水溶性肥料增效剂的粒径为20～40μm。
本发明提供了一种上述技术方案所述水溶性肥料增效剂在提高病害抑制率、提高肥料利用率和/或促进增产中的应用。
作为优选，所述病害包括番茄灰霉病、叶霉病、根腐病和枯萎病中的一种或几种。
作为优选，所述促进增产包括促进小麦增产和/或促进水稻增产。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的水溶性肥料增效剂的应用方法，将质量比为5～15:100的水溶性肥料增效剂和化肥混合后施用。
作为优选，所述水溶性肥料增效剂施用于小麦时，所述水溶性肥料增效剂和氮磷钾含量为20-10-15的复合肥按照质量比11:100进行混合，将混合后的肥料施入到小麦试验田中，每块试验田施加9kg；所述小麦试验田每块的面积67m2；
所述水溶性肥料增效剂施用于水稻时，所述水溶性肥料增效剂和氮磷钾含量为20-20-15的复合肥按照质量比9:100进行混合，将混合后的肥料施入到水稻试验田中，每块试验田施加9kg；所述水稻试验田每块的面积67m2；
所述水溶性肥料增效剂施用于番茄时，所述水溶性肥料增效剂和氮磷钾含量为20-15-15的复合肥按照质量比10:100进行混合，将混合后的肥料施入到番茄试验田中，每块试验田施加9kg；所述番茄试验田每块的面积67m2。
本发明的有益效果包括以下几点：
1)本发明的水溶性肥料增效剂能够显著减少土壤对氮磷钾肥的固定率，减少肥料养分的流失，使肥料的利用率得到大幅度提高，具有优良的保水保肥能力，肥效期显著延长。
2)本发明的水溶性肥料增效剂能够有效改良土壤，大幅度提高作物的产量和品质以及抗病能力。
3)本发明的水溶性肥料增效剂无任何毒性，水溶性能达到99％以上，能够和任意的肥料混合施用。
具体实施方式
本发明提供了本发明提供了一种水溶性肥料增效剂，包括如下质量份的组分：水溶性氨基酸40～50份；水溶性有机质40～50份；生物菌20～30份；稳定剂3～8份；微量元素物质3～6份。
本发明的水溶性肥料增效剂包含40～50份水溶性氨基酸，优选为42～47份，进一步优选为44～46份，更优选为45份。
本发明所述水溶性氨基酸优选包含聚γ-谷氨酸和/或聚天冬氨酸；当水溶性氨基酸同时包含聚γ-谷氨酸和聚天冬氨酸时，聚γ-谷氨酸和聚天冬氨酸的质量比优选为1～4:1，进一步优选为2～3:1。
本发明的聚γ-谷氨酸是一种阴离子型多聚氨基酸，具有良好的水溶性、生物可降解性、促肥料吸收性等优点，高效、无毒，在改良土壤结构，提高土壤持水保肥能力，缓释化学肥料方面能产生良好的作用，提高土壤肥料利用率，减少过量施肥对环境造成的污染；聚天冬氨酸是一种水溶性的多肽结构，能够有效地进行生物降解，是一种环境友好型的仿生型产品。
磷肥施入土壤后很容易被土壤中的铁离子、铝离子或钙离子固定，形成磷酸盐沉淀，因此，减少土壤磷固定，提高磷肥的利用率至关重要。本发明的氨基酸能减少土壤磷的固定，提高磷肥利用率，促进作物生长，提高作物抗逆抗病能力。
本发明的水溶性肥料增效剂包含40～50份水溶性有机质，优选为42～47份，进一步优选为44～46份，更优选为45份。
本发明所述水溶性有机质优选包含聚丙烯酰胺、黄腐酸钾和聚丙烯酸钾中的一种或几种，进一步优选包含聚丙烯酰胺和黄腐酸钾；所述聚丙烯酰胺和黄腐酸钾的质量比优选为1:2～4，进一步优选为1:3。
本发明的水溶性有机质有较强的离子交换和吸附能力，减少氮的损失，提高氮肥的利用率；增加磷在土壤中移动的距离，提高磷在土壤中的移动速度，对高分子水溶液中的水溶性磷起保护作用，抑制土壤对水溶性磷的固定，促进磷的吸收；在土壤中吸收储存钾离子，提高钾的释放量和释放时间。黄腐酸钾可以被作物根系直接吸收，供给作物碳源，提高作物的抗逆性和产量，改善作物品质；黄腐酸钾水溶性好，提高作物产量的同时降低腐植酸用量。
本发明的水溶性肥料增效剂包含20～30份生物菌，优选为22～28份，进一步优选为24～26份，更优选为25份。
本发明所述生物菌优选包含胶质芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中的一种或几种；当生物菌同时包含几种组分时，各组分优选以等质量比进行混合。
本发明的生物菌施用到土壤后，能够补充土壤有益菌，改良土壤环境，解磷，解钾，固氮，抑制土壤有害菌，提高氮、磷、钾肥的利用率。
本发明的水溶性氨基酸、水溶性有机质和生物菌相互协同，能够起到良好的脲酶抑制作用，延长尿素向铵转化的时间，抑制氨氧化过程，控制铵态氮向硝态氮的转化，提高肥料利用率；调节土壤pH值，提高土壤保水保肥能力。
本发明的水溶性肥料增效剂包含3～8份稳定剂，优选为4～7份，进一步优选为5～6份，更优选为5.5份。
本发明所述稳定剂优选包含瓜尔豆胶、羧甲基纤维素钠和硅酸镁铝中的一种或几种；当稳定剂同时包含几种组分时，各组分优选以等质量比进行混合。
本发明的稳定剂和水溶性氨基酸、水溶性有机质、生物菌配合，进一步提高保水保肥能力，延长肥效期。
本发明的水溶性肥料增效剂包含3～6份微量元素物质，优选为4～5份，进一步优选为4.5份。
本发明所述微量元素物质优选包含硼砂、硫酸锰、磷酸铵锌、磷酸铵铜和钼酸铵中的一种或几种；当微量元素物质同时包含几种组分时，各组分优选以等质量比进行混合。
本发明还提供了一种所述的水溶性肥料增效剂的制备方法，包含如下步骤：将各组分混合后进行细化处理，得到水溶性肥料增效剂；所述水溶性肥料增效剂的粒径为20～40μm。
本发明所述水溶性肥料增效剂的粒径优选为25～35μm，进一步优选为28～32μm，更优选为30μm。
本发明还提供了一种所述的水溶性肥料增效剂的应用方法，将质量比为5～15:100的水溶性肥料增效剂和化肥混合后施用。
本发明所述水溶性肥料增效剂和化肥的质量比优选为7～13:100，进一步优选为9～11:100，更优选为10:100；本发明的水溶性肥料增效剂能够和各种肥料混合施用。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将42g聚γ-谷氨酸、42g聚丙烯酰胺、20g胶质芽孢杆菌、3g羧甲基纤维素钠和3g磷酸铵锌混合均匀，得到的混合物经过成型细化处理，得到粒径为22μm的水溶性肥料增效剂。
实施例2
将40g聚γ-谷氨酸、10g聚天冬氨酸、25g黄腐酸钾、25g聚丙烯酸钾、15g地衣芽孢杆菌、15g解淀粉芽孢杆菌、4g瓜尔豆胶、4g硅酸镁铝、2g硼砂、2g磷酸铵铜和2g硫酸锰混合均匀，得到的混合物经过成型细化处理，得到粒径为40μm的水溶性肥料增效剂。
实施例3
将30g聚γ-谷氨酸、15g聚天冬氨酸、11g聚丙烯酰胺、33g黄腐酸钾、13g地衣芽孢杆菌、13g胶质芽孢杆菌、3g羧甲基纤维素钠、3g硅酸镁铝、2g硼砂和2g钼酸铵混合均匀，得到的混合物经过成型细化处理，得到粒径为30μm的水溶性肥料增效剂。
实施例4
将48g聚天冬氨酸、23g聚丙烯酰胺、23g聚丙烯酸钾、24g解淀粉芽孢杆菌、3g瓜尔豆胶、2g硅酸镁铝和5g磷酸铵锌混合均匀，得到的混合物经过成型细化处理，得到粒径为35μm的水溶性肥料增效剂。
对比例1
将实施例3的30g聚γ-谷氨酸和15g聚天冬氨酸替换成45g亮氨酸，3g羧甲基纤维素钠和3g硅酸镁铝替换成6g膨润土，其他条件与实施例3相同。
对比例2
将实施例3的11g聚丙烯酰胺和33g黄腐酸钾替换成22g腐植酸钾和22g海藻酸，13g地衣芽孢杆菌和13g胶质芽孢杆菌替换成26g侧孢芽孢杆菌，其他条件与实施例3相同。
对比例3
将实施例3的30g聚γ-谷氨酸、15g聚天冬氨酸、11g聚丙烯酰胺、33g黄腐酸钾替换成20g聚γ-谷氨酸、10g聚天冬氨酸、60g聚丙烯酰胺，不添加硼砂和钼酸铵，其他条件和实施例3相同。
应用例1
将小麦试验田分成16块，每块面积67m2，将实施例1～4、对比例1～3的肥料增效剂和氮磷钾含量为20-10-15的复合肥按照质量比11:100进行混合，得到混合后的肥料；对照组为氮磷钾含量为20-10-15的复合肥，每个实施例、对比例和对照组对应2块试验田(测试结果取2块试验田的平均值)，将实施例1～4、对比例1～3混合后的肥料和对照组的复合肥分别施入到小麦试验田中，每块试验田施加9kg。和对照组相比，实施例1～4和对比例1～3混合后的肥料对应的试验田的平均增产率、肥料利用提高率如表1所示。其中增产率和肥料利用率的计算方法是实施例1～4和对比例1～3混合后的肥料相对于对照组的增产率和肥料利用率。
表1不同的小麦试验田的测试结果比较
不同试验田 小麦增产率 肥料利用提高率
实施例1 25％ 190％
实施例2 28％ 220％
实施例3 27％ 225％
实施例4 24％ 210％
对比例1 4％ 40％
对比例2 7％ 60％
对比例3 6％ 50％
应用例2
将水稻试验田分成16块，每块面积67m2，将实施例1～4、对比例1～3的肥料增效剂和氮磷钾含量为20-20-15的复合肥按照质量比9:100进行混合，得到混合后的肥料；对照组为氮磷钾含量为20-20-15的复合肥，每个实施例、对比例和对照组对应2块试验田(测试结果取2块试验田的平均值)，将实施例1～4、对比例1～3混合后的肥料和对照组的复合肥分别施入到水稻试验田中，每块试验田施加9kg。和对照组相比，实施例1～4和对比例1～3混合后的肥料对应的试验田的平均增产率、肥料利用提高率如表2所示。其中增产率和肥料利用率的计算方法是实施例1～4和对比例1～3混合后的肥料相对于对照组的增产率和肥料利用率。
表2不同的水稻试验田的测试结果比较
不同试验田 水稻增产率 肥料利用提高率
实施例1 27％ 220％
实施例2 28％ 240％
实施例3 30％ 245％
实施例4 26％ 218％
对比例1 5％ 43％
对比例2 7％ 55％
对比例3 8％ 47％
本发明的实施例1～4的水溶性肥料增效剂无任何毒性，水溶性好，能达到99％以上。本发明的水溶性肥料增效剂能够显著减少土壤对氮磷钾肥的固定率，使肥料的利用率得到大幅度提高，具有优良的保水保肥能力。本发明的水溶性肥料增效剂还能够有效改良土壤，显著提高作物的产量和品质。
应用例3
将番茄试验田分成10块，每块面积67m2，将实施例1～4的肥料增效剂和氮磷钾含量为20-15-15的复合肥按照质量比10:100进行混合，得到混合后的肥料；对照组为氮磷钾含量为20-15-15的复合肥，每个实施例和对照组对应2块试验田(测试结果取2块试验田的平均值)，将混合后的肥料和对照组的复合肥分别施入到番茄试验田中，每块试验田施加9kg。测试实施例1～4与复合肥混合后的肥料和对照组复合肥对番茄灰霉病、叶霉病、根腐病、枯萎病的抑制率。
测试结果表明，实施例1～4与复合肥混合后的肥料对番茄病害的抑制率分别为98％、98.5％、99％、98.3％，对照组复合肥对番茄病害的抑制率为10％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水溶性肥料增效剂，其特征在于，包括如下质量份的组分：水溶性氨基酸40～50份；水溶性有机质40～50份；生物菌20～30份；稳定剂3～8份；微量元素物质3～6份；
所述水溶性氨基酸包含聚γ-谷氨酸和/或聚天冬氨酸；
所述水溶性有机质包含聚丙烯酰胺、黄腐酸钾和聚丙烯酸钾中的一种或几种；
所述生物菌包含胶质芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中的一种或几种；
所述稳定剂包含瓜尔豆胶、羧甲基纤维素钠和硅酸镁铝中的一种或几种；
所述微量元素物质包含硼砂、硫酸锰、磷酸铵锌、磷酸铵铜和钼酸铵中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的水溶性肥料增效剂，其特征在于，所述水溶性氨基酸包含质量比为(2～3):1的聚γ-谷氨酸和聚天冬氨酸；所述水溶性有机质包含质量比为1:(2～4)的聚丙烯酰胺和黄腐酸钾。
3.权利要求1或2所述的水溶性肥料增效剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：将各组分混合后进行细化处理，得到水溶性肥料增效剂；所述水溶性肥料增效剂的粒径为20～40μm。
4.一种权利要求1或2所述水溶性肥料增效剂或权利要求3所述制备方法制备得到的水溶性肥料增效剂在提高病害抑制率、提高肥料利用率和/或促进增产中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述病害包括番茄灰霉病、叶霉病、根腐病和枯萎病中的一种或几种。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述促进增产包括促进小麦增产和/或促进水稻增产。
7.权利要求1或2所述的水溶性肥料增效剂或权利要求3所述制备方法制备得到的水溶性肥料增效剂的应用方法，其特征在于，将质量比为5～15:100的水溶性肥料增效剂和化肥混合后施用。
8.根据权利要求7所述的应用方法，其特征在于，所述水溶性肥料增效剂施用于小麦时，所述水溶性肥料增效剂和氮磷钾含量为20-10-15的复合肥按照质量比11:100进行混合，将混合后的肥料施入到小麦试验田中，每块试验田施加9kg；所述小麦试验田每块的面积67m2；
所述水溶性肥料增效剂施用于水稻时，所述水溶性肥料增效剂和氮磷钾含量为20-20-15的复合肥按照质量比9:100进行混合，将混合后的肥料施入到水稻试验田中，每块试验田施加9kg；所述水稻试验田每块的面积67m2；
所述水溶性肥料增效剂施用于番茄时，所述水溶性肥料增效剂和氮磷钾含量为20-15-15的复合肥按照质量比10:100进行混合，将混合后的肥料施入到番茄试验田中，每块试验田施加9kg；所述番茄试验田每块的面积67m2。
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